CHAPITRE VI
Lois géni^ralci de l'intentité des courants électriques.
Nous allons essayer de présenter dans ce chapitre les points les plus essentiels des recherches que nous avons faites sur la mesure des courants électriques , dans le but surtout de donner une idée des difFérents procédés d^expérimentation que noib avons employés, et de faire comprendre leslois générales auxquellt> nous sommes parvenu. Nous traiterons séparément des courant> thermo-électriques, des courants hydro-électriques, de la comparaison des sources électriques, et de la détermination de la quantiié d'électricité qui est nécessaire pour décomposer un gramme d'eau.
Courants thermo^lectriques,
873« L*liileiislté d« emmrmmt est la aiiéBie daas fm& les l^lMta dn elreolt q«*ll traverae. — Lorsqu^on fait passer un courant thermo-électrique dans un circuit composé de fils à^ différents métaux et de différents diamètres, l'intensité du courant est toujours la même dans tous les points du circuit. Pour le démontrer, on peut disposer les différents fils du circuit horizontalement sur une ligne perpendiculaire au méridien magiu^ tique, et faire osciller une même aiguille aimantée au-dessus det différents points que Ton veut examiner. Si Ton a soin , dan^i chaque expérience, de placer Taiguille exactement au-dessus du fil et à la même distance de son axe, on trouve qu'elle fait partout le même nombre d'oscillations dans le même temps , d'où il résulte bien que l'intensité est partout la même.
On peut encore diriger le circuit dans le méridien magnétique et le ramener sur lui-même, en sorte qu'il y ait en chaque point deux courants contraires ; alors, en présentant une aiguille ordinaire de déclinaison en un point quelconque de cette double ligne, il est facile de reconnaître qu'elle n'est jamais déviée, eX par conséquent que les courants contraires ont bien partout des intensités égales.
La source électrique qui nous parait la plus commode pf>ï""
CBAP. VI. — COURANTS THERMO-ËLEGTRIQUES. 605
CCS expériences et pour le5 suivantes est un cylindre de blsmath représenté (Pl. 22, Fig. 1), aux deux extrémités duquel on soude un fil de cuivre de 1 mètre de longueur ; Tune des soudures est maintenue, par exemple à 0, et Tautre à 100^, puis Ton complète le circuit arbitrairement avec des fils quelconques.
274. E.*liiteBslté do «•«jpMit est en rmtoon iMverae de I* loB^evF du elFevIt et en rmlsen directe de sm seetieM. — La source électrique restant la même, et le circuit étant aussi composé de la même substance, Fintensité du courant est en raison inverse de la longueur du circuit et en raison directe de sa section. Pour le démontrer, on prend deux cylindres pareils, coulés dans le même moule, et on les dispose comme le représente la figure 2 ; ensuite on choisit une bobine de fil de cuivre, bien homogène et couvert de soie ; on soude, à chaque bout fies cylindres, un mètre de ce fil ; alors, pour reconnaître Tégaiité des deux sources électriques, on fait passer leurs courants en sens inverse dans un galvanomètre différentiel (846) dont les tils soient parfiiitement égaux. Si T aiguille reste immobile, les M)urces sont égales, car les deux circuits sont identiques. Cela posé, on construit un autre galvanomètre avec du fil de la même bobine, en prenant deux bouts différents, Tun, par exemple, de 8 mètres, et Vautre de 98. Ces longueurs, ajoutées aux deux sources thermo-électriques, donneront deux circuits : Tun ayant une longueur totale de 10 mètres du même fili plus la longueur du bismuth, qui peut être négligée comme nous le verrons plus loin ; Tautre, ayant une longueur totale (le 100 mètres. Avec le circuit de 10 mètres on fait deux tours bur un cadre de multiplicateur, et vingt tours avec le circuit de 100 mètres; alors, en faisant passer les courants en sens inverse, Taiguille reste immobile. Donc, le circuit 10 fois plus long est réellement 10 fois plus faible, puisqu'il doit agir par un nombre de tours 10 fois plus grand pour compenser TeHet du circuit le plus court. On peut comparer de même des circuits ayant entre eux des rapports quelconques de longueurs ; mais il faut que les fils soient bien homogènes, ce qui n'anîve pas toujours, car, sur la même bobine, on trouve parfois des parties voisines ayant des conductibilités nétablement diflféi-entes.
C'est par le même procédé que l'on arrive à constater que l'intensité est proportionnelle à la section, soit en composant l*un des circuits avec trois ou quatre fils pareils, soit en pre-
606 LIYRE m. — MAGNÉTISME ET ËLSGTlIIGITfi.
nant un fil plus gros dont on a fait tirer une partie en fil plus fin, soit même, conune je l'ai fiiit, en laminant un fil pour montrer que la surface n*a aucune influence. B eat facile de reconnaître aussi que Tëtendue de la soudure ne modifie pas les résultats, pourvu que tous ses points prennent bien la même ten^rature.
875« CsBdaetIblllté des dlMéveats néSMa. — Pour détenmner la conductibilité relative des différents métaux, on se sert d'un galvanomètre différentiel très-sensible et des deux sooroes thermo-électriques égales de Texpérience précédente (Fte. 2). Soient nbetcd (Fig. 3) les bouts des cylindres de bismuth, •« le galvanomètre «différentiel , f une règle divisée de 2 ou 3 mètres de longueur, g un fil de platine tendn sur la rc^te, et h le fil d'épreuve dont on veut comparer la conductibilité à celle du fil de platine. Ces différents fils sont disposés comme on le voit sur la figure, et remplissent d'ailleurs les conditions suivantes:
1** Les courants des deux soivoes passent en sens contraire dans le galvanomètre ;
2° Les circuits seraient composés de la même manière et de> vraient être d'une égalité parfaite, si les longueurs du fil de platine et du fil d'épreuve étaient réduites à zéro;
3^ On peut, changer à volonté la longueur du ifl de platine, et c'est par là qu'on l'amène à affaiblir son courant autant qne le fil d'épreuve h affaiblit le sien.
Pour rempUr cette dernière condition, le fil de platine est disposé comme on le voit sur la figure 4 : le poids p lui demie une tension constante, et le curseur I, qui est un morceau de liège, le laisse passer dans une fente longitudinale ; mais le fil du galvanomètre se fixe avec un peu de cire sur le bord du curseur, et plonge avec le fil de platine dans le mercure qui remplit la catite centrale. En déplaçant le curseur à droite ou à gauche, on diminue ou l'on augmente la longueur du fil de platine, et l'on anire aisément à ramener au zéro l'aiguille du galvanomètre. Ce point ime fois trouvé, il suffit de déplacer le curseur de quelques millimètres pour imprimer à l'aiguille une déviation sensible ; ainsi > on ne peut pas se tromper sur la longueur du fil de platine qui est capable d'équiUbier le fil d'épreuve.
Connaissant alors la section et la longueur du fil d'épreuve, la section et la longueur employées du fil de platine, il est facile de comparer leurs conductibilités : car, si ces fils ont le même
CHAP. YL — GONDUCTinUT£ DES BIFFJtREHTS HfiTAUX. 607
<liamètre, leur condudîbilûé est éviciemment propoitîoanelle à leur loogueur; el, si\s ont la même longueur, elle est eu raison inverse des sections. En général, si Ton désigne par jr la conductibilité du fil d épreuve, par s sa section et par l' sa longueur, puis par 1 la conductibilité du fil de platine, par s sa section et par / la loogueur qu'il faut lui donner pour équilibrer le fil d'épreuve, on aura :
Les sections se déterminent avec une grande exactitude en mesurant au sphéromètre les diamètres des fils.
Comme le platine n'est jamus pur, il m'a semblé nécessaire (le rapporter toutes les conductibilités à celle du mezxnire distillé. Pour cela on emploie au lieu du fil d'épreuve un tube de verre parfaitement cylindrique, et dont on déteimine le diamètre par (les pesées ; les extrémités de ce tube ab (Fie. 11) viennent s'engager dans deux bouchons, ou plutôt dans deux vi»es de verre assez larges c et ^, et Texpérience s'accomplit coDune la précédente. Le tableau suivant contient les résultats qui ont été obtenus par ce procédé.
Tableau de la conductibilité des métaux.
Ifoms nnhficct.
Diamètre du fil.
Longoeon soainiia* à rexpérience.
Palladium 0,176
Argent 963 de fin 0,i 74
Argent 900 id. 0,191
Argent 857 id 0,178
Argent 747 id. 0,179
Or pur 0,176
Or 951 de fin 0,176
Or 751 id. 0,176
Cuivre pur 0,182
Id, recuit id.
Platine 0,186
Uiton 0,182
Acier fondu »
Fer
Mercure ••••«••••••••. »
id.
id.
id, id.
id,
id.
Condui'tip> bilité.
608 LIVRE 111. — MAGNÉTISME ET ËLECTRIClTfi.
Le palladium, le platine, Tor, l'argent et le cuivi'e, ont été purifiés à la Monnaie : je les dois à la bienveillante amitié de M. d'Arcet et de M. Bréant; les autres métaux ont été pris daas le commerce, ou préparés directement et alliés en diverses proportions.
On voit que le palladium est le plus conducteur des métaui ; viennent ensuite l'argent, l'or et le cuivre : le mercure est le plu» mauvais conducteur des corps que j'ai soumis à l'expérience; sa conductibilité est presque soixante fois moindre que celle du palladium.
La présence des substances étrangères altère singulièrement la conductibilité; ce serait un excellent moyen de reconnaître la pureté des métaux.
Le laiton, Tacier et le fer ont été soumis à un grand nombre d'expériences; j'ai rapporté seulement les limites entre lesquelles tous les résultats se trouvent compris.
La température n'a qu'une faible influence sur la conductibilité de certains corps : par exemple, de 0 à 100*, le mercure ne varie que de quelques centièmes : mais, enti-e les mêmes limites, le fer et l'acier éprouvent unç prodigieuse variation ; leur condoctibilitt' est souvent réduite au tiers ; la simple chaleur de la main produit des effets très-sensibles, et, ce qui semble encore plus étonnant, c'est qu'il suffit de faire rougir une étendue de quelques millimètres sur la longueur d'un fil de fer ou d'acier pour que sa conductibilité devienne trois ou quatre fois moindi'e.
La conductibilité du bismuth ne peut pas être déterminée avec une grande exactitude, parce qu'il est trop difficile d'en couler des tiges minces d'une grande longueur, surtout lorsqu'elles doivent être homogènes et de même diamètre ; mais le essais que j'ai faits à cet égard m'ont démontré cependant que les cylindres pareils à celui de la figure 1 ne sont équivalent qu'à quelques centimètres d'un fil de cuivre de ^ millimètre de diamètre : c'est précisément à cause de la mauvaise conductibilité du bismuth que j'ai été conduit à ne l'employer jamab qu'en cyUndre d'une très-grande section, car c'est sous cette condition seulement qu'il est possible de négliger la longueur qu'il représente dans le circuit. Les cylindres ayaht en effet 25 millimètres de diamètre et environ 300 millimètres de longueur, on voit que leur section est 2500 fois plus grande que relie d'un fil de cuivre de ^ millimètre; par conséquent, si le
